專利名稱：場效應(yīng)管電壓調(diào)節(jié)器低壓啟動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的場效應(yīng)管電壓調(diào)節(jié)器低壓啟動電路，包括取樣控制電路1和場效應(yīng) 管開關(guān)電路3，接在調(diào)節(jié)器正極D+、調(diào)節(jié)器負(fù)極E和取樣控制電路1的輸出端、場效應(yīng)管開 關(guān)電路3的輸入端之間的快速儲能電路2，其特殊之處是所述的調(diào)節(jié)器正極D+通過供電三 極管T3的基極_集電極、供電加限流充電電阻R10與快速儲能電路2中儲能電容C4連接， 快速儲能電路2中接在場效應(yīng)管開關(guān)電路3輸入端的穩(wěn)壓管D4通過防漏電三極管T4的集 電極和發(fā)射極接地，所述的防漏電三極管T4的基極受快速儲能電路2中的分壓電路控制。
上述的場效應(yīng)管電壓調(diào)節(jié)器低壓啟動電路，在供電加限流充電電阻R10與儲能電 容C4結(jié)點和取樣控制電路1的輸出端之間接有供電電阻R4。 上述的場效應(yīng)管電壓調(diào)節(jié)器低壓啟動電路，快速儲能電路2中接在取樣控制電路 1輸出端和場效應(yīng)管開關(guān)電路3輸入端之間的保護(hù)電阻是由彼此串聯(lián)的第一保護(hù)電阻R5和 第二保護(hù)電阻R7構(gòu)成，所述的第一保護(hù)電阻R5和第二保護(hù)電阻R7的結(jié)點與穩(wěn)壓管D4負(fù) 極相連接。 上述的場效應(yīng)管電壓調(diào)節(jié)器低壓啟動電路，所述的儲能電容C4接在第一保護(hù)電 阻R5和第二保護(hù)電阻R7的結(jié)點和調(diào)節(jié)器負(fù)極E之間。 本發(fā)明的優(yōu)點是電路簡單、體積小、成本低、性能先進(jìn)可靠。用一只合適功率的三 極管的PN結(jié)(基極和集電極)替代了原來的供電二極管，因為三極管的PN結(jié)不但有與供 電二極管相同的單向供電作用，還存在有比供電二極管大得多的反向相電阻，反向幾乎不 漏電；對原保護(hù)電路中接在場效應(yīng)管開關(guān)電路的輸入端和系統(tǒng)地線之間的穩(wěn)壓管改成串接 在防漏電三極管的集電極上，此防漏電三極管受分壓電阻的控制來達(dá)到導(dǎo)通和截止，還在 接在取樣控制電路輸出端和場效應(yīng)管開關(guān)電路的輸入端保護(hù)電阻之后增加了延時保護(hù)電 阻和在供電電阻之前增加了供電加限流充電電阻。 將供電二極管改成了三極管的PN結(jié)，形成了反向不漏電的單向電流流動是組成 封閉式快速儲能電路的第一個條件。啟動狀態(tài)下取樣控制電路中三極管的集電極和發(fā)射極 處在截止?fàn)顟B(tài)這是第二個條件。開關(guān)接通充電指示燈點亮，串接在保護(hù)穩(wěn)壓管下方的防漏 電三極管的集電極和發(fā)射極處于截止?fàn)顟B(tài)，這是第三個條件。場效應(yīng)管開關(guān)電路中的場效 應(yīng)管的柵極是絕緣柵型不漏電這是第四個條件。有了這四個條件的同時存在，才能使場效
4應(yīng)管式電壓調(diào)節(jié)器中的快速儲能器用普通的電子器件就能實現(xiàn)，工作穩(wěn)定可靠，能滿足汽 車啟動狀態(tài)存在各種異常情況的需要。 供電電路采用了雙供電電阻和雙保護(hù)電阻串接供電，人為的將供電回路從時間和
需要上分段，然后把儲能電容接入到供電限流電阻的下方，既能在第一時間內(nèi)快速捕捉到
充電指示燈點亮前存在于電路中的電瓶(12V、24V)電壓，又能得到增設(shè)的供電加限流充電
電阻的限流保護(hù)，捕捉到的電瓶電壓存儲在儲能電容器中并在充電指示燈點亮后實現(xiàn)調(diào)節(jié)
器正極D+端不足IV的情況下對場效應(yīng)管的柵極提供10V以上的正向直流電壓，使場效應(yīng)
管實現(xiàn)徹底導(dǎo)通。應(yīng)用了該技術(shù)的場效應(yīng)管式汽車發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器可以使配用的發(fā)電機(jī)
進(jìn)入最佳的怠速發(fā)電狀態(tài)，其優(yōu)良的性能是達(dá)林頓管的電壓調(diào)節(jié)器無法比擬的。 與達(dá)林頓管的電壓調(diào)節(jié)器相比有五大提高，第一個是配用的發(fā)電機(jī)功率提高了 。
第二是使用壽命和可靠性提高了。第三是發(fā)電機(jī)的怠速發(fā)電和低速發(fā)電的性能得到提高。
第四是與達(dá)林頓調(diào)節(jié)器在同一臺發(fā)電機(jī)做比較，可提高發(fā)電機(jī)的輸出功率2% -8%。第五
是發(fā)電機(jī)的熱態(tài)性能得到了提高。 改進(jìn)設(shè)計后的快速儲能電路不但保留了場效應(yīng)管調(diào)節(jié)器的各項先進(jìn)技術(shù)性能，在 儲能器能量(電瓶電壓)存儲時間上最少的可達(dá)三小時，最多的可達(dá)十小時，提高了儲能時 間50倍以上，實用性非常強(qiáng)。實現(xiàn)了用場效應(yīng)管做成三線單功能電壓調(diào)節(jié)器，在低壓供電 (0. 5-1.0V)、低轉(zhuǎn)速(發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于1000轉(zhuǎn)/分)、小啟動電流(150-300毫安)條件下， 通過快速儲能電路的作用實現(xiàn)了汽車發(fā)電機(jī)在啟動中正常進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。


圖1是本發(fā)明的電路原理圖； 圖2是本發(fā)明的電路接線圖。
具體實施例方式
如圖所示，在調(diào)節(jié)器正極D+和調(diào)節(jié)器負(fù)極E之間分別接有取樣控制電路1和場效 應(yīng)管開關(guān)電路3，所述的取樣控制電路1是由電阻R1、R2、R3、電容Cl及C2、二極管Dl、穩(wěn)壓 管D2和三極管Tl構(gòu)成。所述的場效應(yīng)管開關(guān)電路3是由場效應(yīng)管T2、續(xù)流二極管D5構(gòu) 成。在三極管Tl基極和場效應(yīng)管T2漏極之間通過電容C3接有反饋電阻R6，在調(diào)節(jié)器正極 D+、取樣控制電路1的輸出端4、場效應(yīng)管開關(guān)電路3的輸入端5和調(diào)節(jié)器負(fù)極E之間接有 快速儲能電路2。所述的快速儲能電路2是由串接在調(diào)節(jié)器正極D+和取樣控制電路1的輸 出端4(三極管T1的集電極)之間的單向供電三極管T3的基極和集電極及供電加限流充 電電阻R10、供電電阻R4(也可取消供電電阻R4)，接在取樣控制電路1的輸出端4和場效 應(yīng)管開關(guān)電路3的輸入端5之間的第一保護(hù)電阻R5、第二保護(hù)電阻R7、保護(hù)穩(wěn)壓管D4以及 接在保護(hù)穩(wěn)壓管D4正極和調(diào)節(jié)器負(fù)極E之間的三極管T4、接在調(diào)節(jié)器正極D+和調(diào)節(jié)極器 負(fù)極E之間控制三極管T4工作的分壓電路、接在三極管T4基極和調(diào)節(jié)器負(fù)極E之間的電 容C5、接在供電加限流充電電阻R10輸出端和調(diào)節(jié)器負(fù)極E之間的儲能電容C4構(gòu)成；所述 的分壓電路是由分壓電阻R8和R9組成。(快速儲能電路2中的第一保護(hù)電阻R5、第二保 護(hù)電阻R7也可合并為一個保護(hù)電阻。所述的儲能電容C4也可接在第一保護(hù)電阻R5和第 二保護(hù)電容R7的結(jié)點與調(diào)節(jié)器負(fù)極E之間。)
實際連接時，將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈6接在調(diào)節(jié)器D+正極和負(fù)載控制端F之間，在電瓶 9和調(diào)節(jié)器正極D+之間接充電指示燈7和電源開關(guān)8。工作時電源開關(guān)8接通后，電源經(jīng)充 電指示燈7接在調(diào)節(jié)器正極D+，電壓經(jīng)過單向供電三極管T3的PN結(jié)(基極和集電極)、供 電加限流充電電阻R10、儲能電容C4、供電電阻R4、第一保護(hù)電阻R5、第二保護(hù)電阻R7至場 效應(yīng)管T2的柵極5。在充電指示燈7沒點亮之前，此時供電電路的各處電壓都是電瓶電壓 (12V或24V)。當(dāng)場效應(yīng)管T2的柵極5得到大于10V的電壓后(這個大于10V的電壓只在 發(fā)電機(jī)進(jìn)入正常發(fā)電之前需要，發(fā)電機(jī)正常發(fā)電后調(diào)節(jié)器正極D+將不再是小于IV的電壓， 而是變成了和發(fā)電機(jī)正極、電瓶9的正極相同的電壓，快速儲能電路2已不起作用了)，漏極 和源極徹底導(dǎo)通，充電指示燈7的電流經(jīng)過轉(zhuǎn)子線圈6、場效應(yīng)管T2的漏極、源極接地而點 亮，燈亮后調(diào)節(jié)器正極0+立刻變?yōu)榈碗娢唬绻麍鲂?yīng)管T2是徹底導(dǎo)通的，調(diào)節(jié)器正極0+ 的電壓表現(xiàn)為0. 5 1V，如果此時場效應(yīng)管T2導(dǎo)通的不徹底，調(diào)節(jié)器正極0+的電壓將表現(xiàn) 為1. 7 5. 9V。上述兩種情況流過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的電流是不一樣的，場效應(yīng)管T2徹底導(dǎo)通時 內(nèi)阻很小，以FR3412的場效應(yīng)管為例，此時的內(nèi)阻只有0.04歐姆。如果不是徹底導(dǎo)通，此 時的調(diào)節(jié)器正極0+的電壓是3. 5V，場效應(yīng)管T2的內(nèi)阻可能要在0. 4 0. 6歐姆。對發(fā)電 機(jī)轉(zhuǎn)子來講(14V電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻3歐姆左右)顯然是場效應(yīng)管T2徹底導(dǎo)通時轉(zhuǎn)子線圈6流 過的電流較大(4. 61A)，場效應(yīng)管T2不能徹底導(dǎo)通時流過轉(zhuǎn)子線圈6的電流小(4. 05A)或 更小(1. 52A)。 在燈路開始供電中，電流經(jīng)過單向供電三極管T3的PN結(jié)、供電加限流充電電阻 R10至儲能電容C4，儲能電容C4就及時地快速充電，其得到的充電電壓接近電瓶電壓。
充電指示燈7點亮后，調(diào)節(jié)器正極D+的電壓只有0. 5 IV，但在場效應(yīng)管T2的 柵極仍有一個大于10V的正向電壓存在，這個電壓就是儲能電容C4捕捉到了電瓶電壓并儲 存，由于單向供電三極管T3的基極和集電極沒有反向漏電，以及接在保護(hù)穩(wěn)壓管D4正極的 三極管T4受分壓電阻R8、R9的控制，三極極T4的集電極和發(fā)射極是截止?fàn)顟B(tài)，在調(diào)節(jié)器正 極D+端的電壓變成了低電位(0.5 IV)之后，儲能器電容C4開始在封閉的供電電路中提 供大于10V的工作電壓，盡管能量不大，但在封閉的供電電路中表現(xiàn)得很充足，足夠保證場 效應(yīng)管T2長時間地處在徹底導(dǎo)通狀態(tài)下，在汽車啟動過程中的各種復(fù)雜情況下(即使汽車 不馬上啟動，就是保持這種狀態(tài)一、二個小時以上(車上幾乎沒有這種情況)再啟動)，發(fā)電 機(jī)還是能夠正常進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。 當(dāng)發(fā)電機(jī)進(jìn)入正常發(fā)電后，三極管T4的基極得到一個高壓，三極管T4的集電極和 發(fā)射極進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，也就是把穩(wěn)壓管D4的輸出端接地，穩(wěn)壓管D4進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，時刻準(zhǔn) 備吸收來自供電系統(tǒng)的高壓，達(dá)到保護(hù)場效應(yīng)管T2的目的。
權(quán)利要求
一種場效應(yīng)管電壓調(diào)節(jié)器低壓啟動電路，包括取樣控制電路(1)和場效應(yīng)管開關(guān)電路(3)，接在調(diào)節(jié)器正極(D+)、調(diào)節(jié)器負(fù)極(E)和取樣控制電路(1)的輸出端、場效應(yīng)管開關(guān)電路(3)的輸入端之間的快速儲能電路(2)，其特征是所述的調(diào)節(jié)器正極(D+)通過供電三極管(T3)的基極-集電極、供電加限流充電電阻(R10)與儲能電容(C4)連接，快速儲能電路(2)中接在場效應(yīng)管開關(guān)電路(3)輸入端的穩(wěn)壓管(D4)通過防漏電三極管(T4)的集電極和發(fā)射極接地，所述的防漏電三極管(T4)的基極受快速儲能電路(2)中的分壓電路控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)管電壓調(diào)節(jié)器低壓啟動電路，其特征是在供電加限 流充電電阻(R10)與儲能電容(C4)結(jié)點和取樣電路(1)的輸出端之間接有供電電阻(R4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)管電壓調(diào)節(jié)器低壓啟動電路，其特征是快速儲能電 路(2)中接在取樣控制電路(1)輸出端和場效應(yīng)管開關(guān)電路(3)輸入端之間的保護(hù)電阻是 由相互串聯(lián)的第一保護(hù)電阻(R5)和第二保護(hù)電阻(R7)構(gòu)成，所述的第一保護(hù)電阻(R5)和 第二保護(hù)電阻(R7)的結(jié)點與穩(wěn)壓管(D4)負(fù)極相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的場效應(yīng)管電壓調(diào)節(jié)器低壓啟動電路，其特征是所述的儲能 電容(C4)接在第一保護(hù)電阻(R5)和第二保護(hù)電阻(R7)的結(jié)點和調(diào)節(jié)極負(fù)極(E)之間。
全文摘要
一種場效應(yīng)管電壓調(diào)節(jié)器低壓啟動電路，包括取樣控制電路和場效應(yīng)管開關(guān)電路，接在調(diào)節(jié)器正極、負(fù)極和取樣控制電路的輸出端、場效應(yīng)管開關(guān)電路的輸入端之間的快速儲能電路，其特殊之處是調(diào)節(jié)器正極通過供電三極管的基極-集電極、供電加限流充電電阻與快速儲能電路中儲能電容連接，快速儲能電路中接在場效應(yīng)管開關(guān)電路輸入端的穩(wěn)壓管通過防漏電三極管的集電極和發(fā)射極接地，防漏電三極管的基極受快速儲能電路中的分壓電路控制。優(yōu)點是可延長儲能器供電維持時間，實現(xiàn)了用場效應(yīng)管做成三線單功能電壓調(diào)節(jié)器在低壓供電(0.5-1.0V)、低轉(zhuǎn)速(發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于1000轉(zhuǎn)/分)、小啟動電流(150-300毫安)等條件下使汽車發(fā)電機(jī)在啟動時都能正常進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。
文檔編號H02P9/30GK101702613SQ20091022190
公開日2010年5月5日 申請日期2009年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月14日
發(fā)明者趙樹林 申請人:趙樹林